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周兴铭(中国科学院院士)

周兴铭,中国人名 [1] 。较为知名的人是计算机组织与系统结构专家。1938年12月4日生于上海(原籍宁波余姚)。1962年毕业于军事工程学院。国防科学技术大学教授、博士生导师、研究生院副院长,国防科工委科技委兼职委员。1993年当选为中国科学院院士(学部委员)。60年代初参加晶体管计算机研制,解决了锗晶体管抗干扰、抗高温的技术难关。60年代中期从事研制潜艇射击指挥仪用计算机,提出了总体方案,并设计定型高抗干扰集成电路。

计算机专家,中科院院士,曾任国防科学技术大学教授,现任同济大学软件学院院长,博士生导师。原籍浙江余姚,生于上海市。1961年毕业于军事工程学院电子计算机专业。国防科技大学计算机学院和并行与分布处理国家实验室教授。60年代初到70年代后期,先后参加晶体管计算机、集成电路计算机、百万次级大型计算机的研制,从事总体方案研究。系统逻辑设计、电路设计与研制以及系统调试等工作,在锗晶体管电路抗高温稳定性、TTL信号传输抗干扰以及快速除法算法等方面做出了创新性工作。70年代后期到1992年,先后研制了我国第一台巨型计算机银河I(主机系统负责人),我国第一台全数字实时仿真计算机银河仿I (总负责人),我国第一台面向科学/工程计算的并行巨型计算机银河II(总设计师),主持,领导研制全过程,在总体方案、CPU结构、RAS技术方案、系统接口协议等方面都做出了创新性工作,攻克了许多技术难关。他近年的研究领域包括:高性能计算、移动计算和微处理器体系结构。1993年当选为中国科学院院士(学部委员)。

1962年毕业于军事工程学院。历任军事工程学院、长沙工学院助教,长沙工学院、国防科技大学讲师、副教授、教研室主任、计算机研究所副总工程师、总工程师、研究生院副院长。现任国防科技大学教授、博士生导师、国防科工委科技委兼职委员,湖南省学位委员会委员,中国计算机学会理事。 60年代初,参加晶体管计算机研制,从事数学电路设计、系统逻辑设计和系统调试,解决了锗晶体管抗干扰、抗高温的技术难关,是主要完成者。该机是我国最早的晶体管计算机之一,曾批量生产装备部队。 60年代中期,从事潜艇射击指挥仪用计算机的研制工作,是研制负责人之一,提出了该机的总体方案,并设计定型高抗干扰集成电路。该机是我国最早集成电路计算机之一。 60年代末期至70年代后期,参加151百万次级集成电路通用计算机的研制工作,任运控分系统负责人,为该机设计了高速集成电路运算控制器,解决了算法设计、电路设计、信号传输等方面的一些技术难题,提高了机器主频和程度。该机用作“远望一号”远洋测量船的中心计算机。

70年代后期至80年代初期,参与我国第一台巨型计算机“银河-I”的研制工作,任总体组成员及主机系统(除主存外)研制负责人,提出了主机系统调试,并解决了许多关键技术问题。 1982-1985年,作为总负责人,主持“银河-I”全数字仿真计算机的研制工作,提出系统研制方案,解决了该系统核心部分-主控部件的结构设计和接口协议等关键技术,为我国仿真技术发展作出了重要贡献。 1986-1992年,主持银河-II0并行巨型机的研制工作,任总设计师(兼工程指挥),提出4CPU多机总体方案,CPU结构方案,I/O子系统方案及RAS技术方案等,主持解决了系统设计、生产调试中许多技术难点,取得20项技术创新与上新水平,为我国高性能计算机技术的发展作出重要贡献。 “银河-1”巨型计算机获中央军委科技成果奖特等奖,是主要完成者;银河-仿1全数字仿真计算机获国家科技进步奖一等奖,是第一完成者;银河-II并行巨型机获国家科技进步奖一等奖,为第一完成者。 发表论文、研究技术报告几十篇,专著1本。 1993年11月当选为中国科学院(技术科学部)院士。2001年任同济大学软件学院院长,教授。

1968年初夏,野蛮荒唐“大革文化命”的运动正在北国哈尔滨疯狂地进行,在高等学府哈军工大学里,一个不满30岁的年轻人突然被宣布隔离审查,“欲加之罪”的原因是他跟一个派系头头同住一个宿舍,且他出身于资本家的家庭。八个月后,这个年轻人又下放到柳河“五七”干校接受“改造”,整天干起了锯木头的粗活儿,最终以电锯锯断了他一截左手手指而宣告“改造”结束,而由此也剥夺了他近一年的科研才华。这个人就是后来脱颖而出的中国科学院院士、计算机专家、国防科技大学教授、博士生导师周兴铭先生。周兴铭先生1938年出生于浙江省余姚,从小天资聪颖,在学校一直是学习尖子,是名列前茅的高材生,他14岁入少先队,15岁入共青团。1956年,哈尔滨军工大学到上海徐汇中学遴选人才,在几百个学生中,周兴铭这个18岁的小伙子是中选的四个学生之一。从此,聪明的天赋为他从事计算机事业奠定了坚实的基础,插上了腾飞的翅膀。1960年,前苏联政府单方面撕毁同我国签订的数百个合同,撤走专家,年轻的共和国从此一切都靠自力更力,周兴铭因为学习成绩优异,被学校挑选提前到教研室工作。1962年,“901”晶体管计算机样机研制成功,年仅24岁的周兴铭作为研制组的一员,初步显露出了非凡的才华。

1965年,周兴铭和金士尧一起,在陈希亚教授带领下,共同负责代号为“030”的我国最早的集成电路计算机的研制工作,设计目标是每秒运算一万次。可惜因为本文开头所讲的原因而使他未能始终参与以竟全功。1969年11月,国防科工委决定研制“718”计算机,设计指标为每秒运算100万次,主频4兆,周兴铭施展才华的机会终于来了。他心如烈火,主动给担任总指挥的慈云桂教授写信请缨。慈教授也欣然点将,让他担任运控系统的负责人。该工程刚上马,正碰上学校整体搬迁长沙,百废待举,加之两个孩子正在幼年,更有小妹英年早逝,母亲远居上海,身罹绝症,真是内外交困,打击一个接着一个。但是,周兴铭却毅然决定妻子退伍带着孩子赴上海照顾母亲,自己则孤身一人碾转于北京、长沙,开始“718”机研制的“八年抗战”的艰苦历程。“十年磨一剑”,功夫不负有心人,1978年10月,我国自行研制的百万次计算机终于胜利地通过联调和稳定性调试,顺利地登上了“远望1号”船。

改革开放的春风,吹开了封闭已久的国门,研制“银河”亿次巨型计算机的战斗也同时吹响了战斗号角,周兴铭又充当了主将,搞巨型机的核心主机,主频设计指标20兆。通过1000多个日日夜夜的钻研,“银河”亿次巨型机在1983年11月诞生了,作为主要设计者之一,周兴铭兴奋得热泪盈眶。1987年,“银河Ⅱ”10亿次运行巨型计算机的研制工作又在国防科大计算机研究所拉开帷幕,周兴铭担任总设计师,他克服重重困难,熬过无数个不眠之夜,锲而不舍,孜孜以求,终于使“银河Ⅱ”10亿巨型计算机于1992年11月研制成功并通过国家鉴定。面对国务院、中央军委发来的贺电,面对江泽民、李鹏、朱基、刘华清等中央领导的题词和贺信,周兴铭先生谦逊地说:“这没什么,到目前为止也就只做了6只机器,还是和大家一道。”这轻松平静的语气中,有谁能想象其中包含着多少代价呢?

1961年-90年代初,周兴铭院士一直在科研第一线从事计算机系统研制工作,先后研制成功六台代表国家当时先进水平的计算机。1961年至1963年研制901晶体管计算机,是系统设计和调试的主要骨干,解决了锗晶体管电路计算机恶劣环境下稳定可靠性的难题;1966年至1968年作为项目负责之一,完成了030集成电路计算机的总体设计与高抗干扰集成电路设计;1969年至1977年参加151百万次计算机的研制,是运控系统的负责人,为该机设计了全套的指令系统操作表与实现控制逻辑,提出了快速除法方案,并解决了电路睡眠效应、TTL传输干扰等许多关键技术问题;1978年至1983年参加我国第一台巨型计算机银河-I亿次机的研制,任主机系统研制负责人,突破了系统设计、逻辑设计、工程设计与实现等方面一系列技术难关,所设计的双向量阵列流水部件、除法倒数流水线以及调试诊断程序等为银河-I研制成功做出了关键的贡献;1982年至1985年作为总负责人,主持了我国第一台全数字仿真计算机银河仿I(YH-F1)机研制全过程,提出了总体方案,解决了主控接口、调试诊断、可靠性等一系列关键技术,仅用三年便研制成功;1986年至1992年被任命为总设计师领导银河-II并行巨型计算机的研制,提出四处理机总体方案,在总体设计、逻辑设计、输入输出子系统、全系统RAS技术方案以及应用开发诸方面作出了开创性的贡献;1993年作为YH-3课题负责人成功地提出了YH-3大规模并行巨型计算机的总体技术方案与研制方案。1994年以来,周兴铭院士从事高性能计算机体系结构、计算机光互连技术、高性能微处理机体系结构与设计技术、二进制代码翻译技术、并行与分布数据库、移动计算技术、智能交通等方向的研究,取得一系列研究成果。

四十年多年来,结合科研工作,周兴铭院士在国际国内学术期刊和学术会议上发表了有影响的学术论文、技术报告一百余篇,著书二本,培养博士生34名(毕业23名)、硕士生26名(毕业21名)。

并行与分布处理国防科技重点实验室位于中国湖南长沙市开福区,依托于国防科技大学计算机学院。1995年下半年由国家投资建设,1997年12月通过预验收,1998年5月通过正式验收,1998年底经上级批准正式投入运行。

实验室的宗旨是开放、联合、创新。主要任务是开展高端计算技术的前沿研究,为新一代高性能计算机系统的研制展开前期研究工作,提供技术储备;培养并行与分布处理高层次研究人才;实现科研成果转化为生产力。 实验室设主任1人,副主任2人,学术委员会主任1人,副主任2人。目前,实验室有在编研究人员24名,其中,中国科学院院士1名,中国工程院院士1名,教授7名(其中5人为博士生导师),副教授11名,讲师3人,其中9人具有博士学位,19人具有硕士学位。至1999年6月止,已有4名博士后出站,一共培养出博士生29名,硕士生56名。目前,实验室在站的博士后研究人员有4人,在读博士生40余名,硕士研究生50余名。实验室设有办公室负责实验室日常事务的运作。实验室目前拥有一栋近3,000平方米的实验大楼,部署MPP巨型机1台,高性能SMP服务器2台,高级硬件仿真器1台,各种类型的高性能工作站40余台,个人计算机120余台。全楼采用实验室综合布线,所有设备通过CSICO中心交换机互联,并接入1nternet,构成了一个能提供超级计算服务的异构网络分布式并行计算环境。

实验室包括并行算法与应用。并行与分布处理系统软件、并行与分布处理体系结构以及并行与分布处理系统性能评测4个研究方向,承担国家自然科学基金、国防预研、国防预研基金和国家高技术研究发展计划(863计划)资助的项目研究。

大规模并行处理技术千万亿次计算机关键技术研究

分布式计算机系统关键技术

高性能仿真计算机系统关键技术

基于网络的软件支撑平台与集成框架

并行与分布式数据库技术

并行算法技术

实验室每年提供100万元人民币的对外开放基金,吸纳国内外的优秀研究人员来实验室从事短期访问研究。实验室支持与国内外其他研究机构共同承担高性能计算技术方面的重大研究项目。实验室积极举办重要的国际性学术会议。1997年成功举办了“开放式分布与并行计算”全国学术会议,并协办了“先进并行与分布处理(APDC’97)”国际学术会议。1999年10月19~21日,实验室成功举办第三届“高级并行处理技术”国际会议(APPT’99)。与此同时,广泛邀请国内外知名专家来实验室交流访问,至1999年12月,共有来自美、澳、日、香港以及国内的50余名专家来实验室参观、访问。作学术报告或开展研究工作。

除面向国防需要之外,实验室积极探索与国内外高技术企业合作开展前沿技术的开发和高技术成果转化,部分研究成果已经成功地推向市场,并产生了积极的应用效果。

实验室在重要的学术机构和研究计划中发挥了重要作用。目前,实验室是中国计算机学会体系结构专业委员会的挂靠单位,周兴铭院士任专业委员会主任委员,卢锡城院士任副主任委员。

1958年在军事工程学院慈云桂教授、柳克俊教授的领导下,研制成我国最早的计算机之一:901电子管计算机,周兴铭作为学生参加过部分工作。1961年在柳克俊教授领导下,决定做901晶体管机。周参加了样机研制全过程(19611965),包括:总体设计、电路定型、逻辑设计、生产、调试。周在锗晶体管电路设计定型及抗高温抗干扰稳定性方面作出了创新工作,在逻辑设计及系统调试中起了骨干作用。该机每秒运算几千次,主存2千字节,能抗恶劣环境,可用作专用机。该机定型后小批量生产,是我国最早的晶体管计算机之一。1978年该成果获全国科学大会奖。

19651969年,周作为项目负责人之一,研制成了030集成电路计算机。该机是哈尔滨军事工程学院和中国科学院半导体研究所(王守觉院士)合作的研究项目,是我国最早的集成电路计算机之一。周负责完成了系统总体设计及高抗干扰DTL集成电路的研制,作了创新工作。该机每秒运算几千次,体积小,稳定可靠。样机研制获得成功,1978年获项目湖南省科学大会奖。

19701977年在长沙工学院,周参加慈云桂教授(中国科学院学部委员)主持的151通用大型机的研制,是运控分系统的负责人。该机是每秒运算100万次的通用大型机,成功地用于“远洋一号”远洋测量船上作为中心处理机。完成多次航天发射远洋测量任务。周和中国科学院109厂合作,设计定型了一套高速抗饱和TTL集成电路,成为国家的标准产品,成功用于151机。周负责运控分系统的设计与调试,解决了传输干扰及TTL电路休眠等关键技术,确保了机器的总体指标。该成果获解放军科技成果一等奖,周是主要完成者。

19781983年,在长沙工学院/国防科学大学,在慈云桂教授(学部委员)领导下,周参加了YH1银河机的研制,负责主机(除主存外)系统的研制。该机是我国第一台巨型计算机,每秒运算一亿次,适合大型科学计算。它的研制成功使我国跻身于国际上能研制巨型机的少数国家之列。周负责指控、运控、存控、输入/输出四个主机中分系统的研制全过程,解决了总体方案、逻辑设计、工程化设计、分系统调试、主机系统调试等方面许多关键技术,在调试诊断手段方面成功地创新了一套办法,使系统调试破记录地又快又好。该项成果获中央军委科技成果特等奖,并生产多台投入使用,周是主要研制骨干,获个人一等奖(最高奖)。

19821985年,周主持研制YH一F1仿真机,该机是实时要求苛刻的控制系统闭环实时数字仿真系统专用计算机,每秒运算1.8亿次/秒,有很强的接实物能力。周在总体研制方案、主控制器方案、调试方案、生产、系统调试等方面均起了主导作用,解决了许多技术难关。该机研制成功,打破了国外的封锁,开创了我国全数字仿真的新局面,小批量生产,成功应用于多个领域。该成果获国家科技进步一等奖,周为第一主要完成者。

1988一1992年,周作为总设计师,领导YH2并行机的研制,该机每秒运算十亿次,基于中/小规模通用集成电路来制作,技术难度很高。在周的领导下,突破了18项关键技术,终于获得成攻,得到学术界的高度评价。周在系统总体方案、接口设计、动态冗余可靠性技术、技术协调、系统调试等方面均起了主导作用,提出了许多关键技术方案,作了许多重要的技术决策。该机生产多台并投入实用。该成果获国家科技进步一等奖,周是第一主要完成者。

1993年至今,周主要从事基础研究与博士生培养,主要研究方向是:并行与分布处理、高性能计算机体系结构、光互连计算机、并行分布移动数据库技术、分布移动计算机协同工作等。培养博士生20余名,发表论文几十篇。

周兴铭从23岁起就跟随慈教授一个项目一个项目做计算机,从电子管、晶体管直到集成电路,走过了计算机发展的全过程。70年代初,在东北“五七干校”下放劳动的周兴铭随学校迁往长沙,正好赶上参与“远望1号”高性能计算机的研制。年轻的周兴铭负责感控分机项目。从此,他便与我国大型、巨型计算机结下了不解之缘。慈教授领导他们向中国亿次机发起冲刺,周兴铭已经成为独当一面的技术高手,因而担当了亿次机的主机研制负责人;慈教授的其他助手,则分别承担存储器、软件和工艺方面的研制重任。

亿次巨型机是世界级的尖端技术,慈云桂和他的弟子们没有经过千万次机器试验基础,就大胆进行艰难的跨越。经过查阅大量资料,他们决定采用同步并行算法来设计这台机器。所谓同步并行算法,指的是中央处理器能够同时控制多组数据进行同一种运算操作,用闲散的计算空间换取宝贵的计算时间,旨在大幅度提高运算处理速度。

整整5年春去冬来,中国第一台每秒运算速度达到1亿次的巨型计算机,终于在1983年研制成功。虽然在体系结构上参照了“克雷1号”,但慈云桂也进行了许多创新,例如采用向量多流水阵列等等。他们把这台机器命名为“银河Ⅰ”计算机。

令人叹息的是,1990年,为“银河Ⅰ”机呕心沥血的一代宗师慈云桂教授告别了人世。年近半百的周兴铭教授继承恩师遗志,出任10亿次巨型机“银河Ⅱ”总设计师兼总工程师的重任。周教授深知肩上担子的分量。要在短时间内把我国的计算机高技术搞上去,只有瞄准国际先进水平,迎头赶上去。他高瞻远瞩地提出,采用当时世界上最先进的设计方案,为“银河Ⅱ”装备4个中央处理器机。仅这个大胆的方案,就使中国巨型机技术和世界先进水平拉近了一大步。

周兴铭教授把自己的全部心血倾注于这台机器,重新过上单身汉生活,不知熬过了多少个不眠之夜。他把机房当成了家,靠着开水和饼干方便面度日。在研制?印?骁巨型机最紧张的阶段,突然接到妹妹去世的电报,不久,70多岁的老母亲又一病不起。周兴铭强压着内心的焦虑,不知如何处理。还是妻子理解丈夫的心情,毅然告别自己心爱的事业,回到上海老家,挑起照顾母亲、抚养女儿的重担。周兴铭集中精力攻克一道道难关,就在“银河Ⅱ”即将组织鉴定前,他“创下”三天三夜不合眼连轴转的“纪录”。

1993年,“银河Ⅱ”巨型机在长沙通过了技术鉴定,每秒速度达到10亿次。周兴铭的研究队伍还与国家气象局等第一批急需用户合作开发软件,中期天气预报软件系统在“银河Ⅱ”上运行后,获得令人满意的结果。1997年6月,周兴铭领导研制组再次推出“银河Ⅲ”巨型机,运算速度达到100亿次,系统综合技术达到国际先进水平,从而使我国跻身于世界上少数几个掌握了巨型机技术国家的行列。

慈云桂教授曾任中国科学院技术科学部学部委员,相当于现在的中科院院士;他的弟子周兴铭教授,现在也是中国科学院院士和博士生导师。“银河”系列巨型计算机,真实地记录了中国院士的丰功伟绩。


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